Depuis des siècles, les scientifiques spéculent sur l’existence de la vie sur Mars. Mais ce n’est qu’au cours des 15 dernières années que la recherche de la vie (passée et présente) a vraiment commencé à s’intensifier.
C’est à cette époque que le méthane, une molécule organique associée à de nombreuses formes de vie ici sur Terre (c’est-à-dire une “biosignature”), a été détecté dans l’atmosphère de Mars.
Depuis lors, les tentatives d’étude du méthane atmosphérique de Mars ont donné des résultats variables. Dans certains cas, on a trouvé du méthane dont la concentration était plusieurs fois supérieure à la normale ; dans d’autres, il était absent.
Cherchant à répondre à ce mystère, une équipe interdisciplinaire de l’université d’Aarhus a récemment mené une étude dans laquelle elle a examiné un mécanisme possible d’élimination du méthane de l’atmosphère de Mars.
Sur Mars, la production de méthane semble être de nature saisonnière, fluctuant d’environ 0,24 partie par milliard (ppb) dans l’hémisphère nord en hiver à environ 0,65 ppb en été.
En même temps, des panaches étendus ont été détectés, ce qui montre qu’il est aussi périodiquement libéré de régions discrètes. À deux reprises, le rover Curiosity s’est trouvé à proximité de panaches, en décembre 2014 et en juin.
Divers mécanismes ont été proposés pour la production et la disparition de ce méthane au fil des ans. En ce qui concerne la production, ils vont de processus non biologiques tels que la serpentinisation (interactions entre l’eau, le dioxyde de carbone et la roche olivine) à la production biologique par des microbes.
Quant à la manière dont elle est éliminée, elle est également restée un mystère, mais encore plus.
(NASA)
Le mécanisme le plus évident est la dégradation photochimique, où le rayonnement UV du Soleil entraîne la décomposition du méthane en dioxyde de carbone, formaldéhyde et méthanol. Toutefois, ce processus ne peut pas expliquer comment le méthane atmosphérique disparaît si rapidement, ce qui est la partie la plus importante du processus.
Dans le cadre de leur étude, qui est récemment parue dans la revue scientifique Icarus, l’équipe de recherche du laboratoire de simulation de Mars de l’université d’Aarhus a proposé que la “saltation” puisse être responsable. Essentiellement, ils soutiennent que l’érosion éolienne pourrait être responsable de l’ionisation du méthane en composés comme le méthyle (CH3), le méthylène (CH2) et la carbyne (CH).
En utilisant des minéraux analogues à ceux de Mars, comme le basalte et le plagioclase, l’équipe a découvert que ces solides pouvaient être oxydés et les gaz ionisés pendant les processus d’érosion – montrant ainsi que le méthane ionisé réagit et se lie aux surfaces minérales. Ils ont également découvert que les atomes de silicium du plagioclase (un composant majeur du matériau de surface de Mars) se lient aux atomes de carbone présents dans le groupe méthyle dérivé du méthane.
Simulation de l’érosion éolienne sur Mars. (Laboratoire de simulation de Mars/AU)
Sur la base de ces résultats, l’équipe a conclu que ce mécanisme est beaucoup plus efficace que le processus photochimique et pourrait expliquer comment le méthane est éliminé de l’atmosphère martienne et déposé dans son sol dans les délais observés. Mais ce qui est peut-être le plus intéressant, ce sont les implications de ces résultats sur l’existence éventuelle d’une vie martienne.
Outre ses effets sur le méthane, l’étude a également montré que la recherche de ces minéraux peut conduire à la formation de produits chimiques oxygénés réactifs comme les peroxydes, les superoxydes et d’autres produits chimiques très toxiques pour les organismes – y compris les bactéries. La présence de ces composés signifie essentiellement qu’il y a peu de chances que la vie puisse exister sur ou près de la surface martienne.
Pour l’avenir, l’équipe a l’intention de mener des études de suivi afin d’examiner ce qui se passe avec le méthane lié, la matière organique plus complexe qui peut provenir de Mars ou avoir été déposée par des météorites. En bref, ils veulent voir si le même processus d’érosion pourrait être responsable de la modification ou de l’élimination de cette matière comme c’est le cas pour le méthane atmosphérique.
Les résultats de ces recherches apporteront, nous l’espérons, un éclairage supplémentaire sur une question clé liée à la recherche de la vie sur Mars, à savoir comment les matériaux organiques sont préservés dans l’environnement martien. Ils éclaireront également les futures missions vers Mars qui rechercheront des indices de vie, comme le rover ExoMars 2020 de l’ESA et le rover Mars 2020 de la NASA (dont l’arrivée est prévue en 2021).